Задание по работе. 3.1 Изучить устройство и ознакомиться с паспортными данными одно-фазного трансформатора.

3.1 Изучить устройство и ознакомиться с паспортными данными одно-фазного трансформатора.

3.2 Провести опыт холостого хода и опыт короткого замыкания ис-следуемого трансформатора.

3.3 Осуществить режим нагрузки исследуемого трансформатора, вклю-чив в его вторичную цепь переменное активное сопротивление.

3.4 На основании полученных экспериментальных данных произвести определение основных параметров трансформатора.

3.5 Построить внешнюю характеристику и рабочие характеристики трансформатора в зависимости от нагрузки.

3.6 Составить краткие выводы по работе.

4 Объект и средства исследования

Исследование однофазного трансформатора проводится на лабораторном стенде. Питание стенда осуществляется от сети переменного тока через регулирующий лабораторный автотрансформатор ЛАТР. Ток измеряется амперметром, напряжение - вольтметром, потери мощности - ваттметром.

Номинальные данные исследуемого трансформатора: номинальная мощность S_н=20 ВА, напряжение первичной обмотки U_1н=220 В, напряжение вторичной обмотки U_2н =48 В, потери мощности в стали Р₀=2,5 Вт, потери мощности в меди Р_к=1,5 Вт. Процентное значение тока холостого хода i₀=20%, процентное значение напряжения короткого замыкания u_к=5,5%.

5 Подготовка к выполнению работы

5.1 Пользуясь литературными источниками, указанными в списке лите-ратуры, конспектом лекций изучить раздел «Трансформаторы» дисциплины «Электротехника, автоматика и ТСА».

5.2 По номинальным данным рассчитать номинальные токи трансфор-матора.

5.3 Начертить электрические схемы включения трансформатора для проведения опытов холостого хода, короткого замыкания, работы трансфор-матора под нагрузкой, таблицы для занесения результатов опытов.

5.4 Записать необходимые расчетные формулы.

6 Методические указания по выполнению работы и обработке результатов эксперимента

6.1 Ознакомиться с электроизмерительными приборами и оборудова-нием стенда, используемыми при выполнении лабораторной работы.

6.2 В соответствии со схемой (рисунок 3), собрать электрическую цепь для проведения опыта холостого хода трансформатора и показать ее для проверки преподавателю.

6.3 После проверки подключить собранную цепь в сеть, ЛАТРом плавно подать на первичную обмотку номинальное напряжение U_1н, произвести измерения, результаты записать в таблицу 1.

6.4 По результатам измерений, проведенных в опыте холостого хода, вычислить: коэффициент трансформации k, коэффициент мощности , параметры намагничивающего контура, процентное значение тока холостого хода i₀ по нижеследующим формулам:

, (9)

, (10)

, (11)

, (12)

, (13)

(14)

6.5 В соответствии со схемой (рисунке 4), собрать электрическую цепь для проведения опыта короткого замыкания трансформатора и показать ее для проверки преподавателю.

6.6 После проверки подключить электрическую цепь в сеть. ЛАТРом плавно подать на первичную обмотку напряжение U_1к, при котором токи в обмотках достигнут номинальных значений I_1к=I_1н, I_2к=I_2н. Произвести измерения, результаты записать в таблицу 2.

6.7 По результатам измерений опыта короткого замыкания вычислить: сопротивления короткого замыкания, коэффициент мощности cos , активные сопротивления обмоток r₁, r₂, реактивные сопротивления обмоток Х₁, Х₂, аварийный ток короткого замыкания , процентное значение напряжения короткого замыкания u_к по нижеследующим формулам:

, (15)

, (16)

, (17)

, (18)

, (19)

, (20)

, (21)

, (22)

(23)

6.8 В соответствии со схемой (рисунок 5), собрать электрическую цепь для проведения опыта нагрузки исследуемого трансформатора. В качестве нагрузки к зажимам вторичной обмотки подключить реостат (cos ). Показать собранную цепь для проверки преподавателю.

6.9 После проверки подключить электрическую цепь в сеть, установить ЛАТРом на первичной обмотке трансформатора номинальное напряжение U_1н. Изменяя сопротивление реостата, произвести измерения: тока в первичной обмотке I₁, напряжения на вторичной обмотке U₂ и потребляемой мощности Р₁ при различных токах нагрузки I₂. При проведении опыта напряжение на зажимах первичной обмотки трансформатора не изменять. Результаты измере-ний записать в таблицу 3.

6.10 По результатам измерений опыта нагрузки определить: коэффици-ент мощности cos , коэффициент нагрузки трансформатора , активную мощ-ность потребителя электроэнергии Р₂, коэффициент изменения напряжения на вторичной обмотке , КПД по нижеследующим формулам:

, (24)

, (25)

Р₂=U₂ I₂ cos , (26)

, (27)

. (28)

6.11 По расчетным и измеренным данным испытаний построить внешнюю характеристику U₂=ƒ(I₂), рабочие характеристики трансформатора: =ƒ(I₂), cos ƒ(I₂).

Таблица 1 – Результаты измерений опыта холостого хода

трансформатора

Таблица 2 – Результаты измерений опыта короткого замыкания

трансформатора

Таблица 3 – Результаты измерений опыта работы трансформатора под

нагрузкой

Рисунок 3 – Электрическая схема для проведения опыта холостого хода

исследуемого трансформатора

Рисунок 4 – Электрическая схема для проведения опыта короткого

замыкания исследуемого трансформатора

Рисунок 5 – Электрическая схема для проведения опыта нагрузки

исследуемого трансформатора

Вывод: Изучили устройство и принцип действия однофазного трансформатора. Научились измерять потери в стали при выполнении опыта холостого хода и потери в меди при выполнении опыта короткого замыкания трансформатора. Научились экспериментально определять коэффициент трансформации, КПД трансформатора при различной нагрузке.